Теоретическое введение

К V группе катионов относят: Сu²⁺, Со²⁺, Ni²⁺. Групповым реактивом является избыток раствора аммиака. При действии избытка группового реактива образуется окрашенные комплексные соединения.

СuSО₄ + 4NН₄ОН = [Сu(NН₃)₄]²⁺SО₄ +4Н₂О

интенсивно синий

NiCl₂ + 6NН₄ОН= [Ni(NН₃)₆]²⁺Cl₂+6Н₂О

фиолетово-голубой

СоCl₂ + 6NН₄ОН = [Со(NН₃)₆]²⁺Cl₂+6Н₂О

грязно-желтый

Частные реакции

1. Обнаружение катиона Сu²⁺

1.1 При взаимодействии солей Сu²⁺с гексацианоферратом (II) калия K₄[Fе(CN)₆] выпадает осадок Сu₂[Fе(CN)₆] красно-бурого цвета.

2СuSО₄ + K₄[Fе(CN)₆] = Сu₂[Fе(CN)₆] ↓+ 2K₂SО₄

1.2 Концентрированный аммимак NН₄ОН также является индивидуальным реактивом на катион Сu²⁺ .

2.Обнаружение катиона Ni²⁺

При взаимодействии солей Ni²⁺ с реактивом Чугаева – диметилглиоксимом образуется розовое окрашивание толуольного раствора.

NiCl₂ + C₄Н₈N₂О₂ + 2NН₄ОН = [Ni (C₄Н₇N₂О₂ )₂] ↓ + 2NН₄Cl

Диметилглиоксим ввел в аналитическую практику русский ученый Л.А. Чугаев в 1905 году. До сих пор этот реактив является самым чувствительным для обнаружения никеля в смеси. Введение толуола устраняет мешающее действие Fе²⁺.

3.Обнаружение катиона Со²⁺

При взаимодействии солей Со²⁺ с кристаллическим тиосульфатом натрия Na₂S₂О₃ в спиртовом растворе происходит синие окрашивание вследствие образования нерастворимого в спиртовом растворе тиосульфата кобальта Со S₂О₃

СоCl₂ + Na₂S₂О₃ = СоS₂О₃ ↓ + 2NaCl

Экспериментальная часть

Опыт 1. Взаимодействие аммиака с катионами V группы.

В три пробирки поместить соответственно по 3 капли растворов СuSО₄

Ni Cl_{2 ,} СоCl_2. В каждую пробирку добавить избыток концентрированного раствора аммиака, перемешать. Наблюдается образование растворов комплексных солей – аммиакатов. Отметить их окраску, составить уравнения химических реакций.

Опыт 2. Взаимодействие раствора K₄[Fе(CN)₆] с катионами Сu²⁺

В пробирку налить 3 капли растворов СuSО₄² и K₄[Fе(CN)₆]. Выпадает осадок Сu₂[Fе(CN)₆] красно-бурого цвета. Написать уравнение реакции.

Опыт 3. Взаимодействие диметилглиоксима (реактив Чугаева) с катионом Ni²⁺

В пробирку налить 4 капли растворов NiCl₂ и разбавленного аммиака, 6 капель диметилглиоксима C₄Н₈N₂О₂ и 0.5 мл толуола. Пробирку закрыть и перемешать. Толуольный слой окрашивается в розовый цвет, обусловленный диметилглиоксимом никеля [Ni (C₄Н₇N₂О₂ )₂]. Составить уравнение реакции.

Опыт 4. Взаимодействие тиосульфата натрия катионом Со²⁺.

В пробирку налить 4 капли спирта. На край наклоненной пробирки внести немного сухого Na₂S₂О₃, смочить его спиртом и капнуть на него 1 каплю раствора СоCl₂. Кристаллы тиосульфата натрия сразу же окрасятся в синий цвет вследствие образования нерастворимого в спирте тиосульфата кобальта СоS₂О₃

Составить уравнение реакции.

Контрольные вопросы и задания

1. Составьте уравнения происходящих реакций в полном ионном и сокращенном ионном виде.

2. Как отличить в растворе ионы : Сu²⁺, Со²⁺, Ni²⁺. Приведите уравнения химических реакций?

3. Что такое комплексные соединения?

Лабораторная работа № 7

Реакции катионов VI группы

Цель работы:

изучить аналитические реакции катионов VI группы с целью

обнаружения их в исследуемых растворах.

Приборы и реактивы:

• микроскопы;

• набор реактивов в штативе;

• пробирки;

• фарфоровые тигли;

• предметные стекла;

• стеклянные палочки;

• универсальная индикаторная бумага:

• растворы солей:

  1. хлорид натрия;

  2. ацетат натрия - 0.5н;

  3. гексанитрокобальтиат натрия -- свежеприготовленный;

  4. кислый пиросурьмянокислый калий – 1н (прозрачный);

  5. раствор гидроксида натрия;

  6. раствор уксусной кислоты – 2н;

  7. аммиак разбавленный и концентрированный;

  8. реактив Несслера;

  9. растворы смеси нитритов натрия, меди, свинца.